Figure 0.1. Localisation de la Mer d’Iroise………p.2 Figure 1.1. Cycle saisonnier de la structure en température de la partie superficielle de la colonne d’eau ………..p.10 Figure 1.2. Profils moyens de température acquis au moyen de CTD le long d’un transect méridional dans l’Atlantique Nord-Est, représentatifs de la situation en été et en journée……….p.11 Figure 1.3. Exemples de thermoclines saisonnières aux latitudes subtropicales et moyennes de l’Atlantique Nord, à partir de données ARGO………....p.12 Figure 1.4. Processus de génération d’ondes internes au niveau du talus continental en période de stratification saisonnière ……….p.15 Figure 1.5. Schéma d’un paquet de solitons……….p.15 Figure 1.6. Formation d’un overflow au niveau du talus continental………..p.17 Figure 1.7. Carte bathymétrique du plateau continental au large de la pointe ouest
de la Bretagne ………...p.18 Figure 1.8. Représentation schématique du phénomène de stratification thermique
en Mer d’Iroise………..p.19 Figure 1.9. Profils verticaux de température XBT et de la réflectivité associée, représentatifs de la situation en été en Mer d’Iroise ……….p.20 Figure 1.10. Les fronts thermiques de marée en été ………...p.21 Figure 1.11. Section schématique à travers la Mer d’Iroise en été ………p.22 Figure 1.12. Vue 3D d’une structure frontale et de ses processus associés ……….p.23 Figure 1.13. Sections à travers le Front d’Ouessant entre le 18 et le 20 septembre 1982 ………...p.23 Figure 1.14. Ondes internes sur la plate-forme armoricaine ……….p.25 Figure 1.15. Sondes utilisées de manière courante en océanographie physique …….………..p.27 Figure 2.1. Principe de l’océanographie sismique ………..p.35 Figure 2.2. Principe de la double approche de l’océanographie sismique ………..p.36 Figure 2.3. Réflexion et transmission au niveau d’un interface plat dans un milieu acoustique ……p.41 Figure 2.4. Réflexion spéculaire et diffusion par un interface présentant des irrégularités…………..p.43 Figure 2.5. Spectre du bruit ambiant dans l’océan ……….p.44 Figure 2.6. Réflectivité de la thermocline d’été typique de la Mer d’Iroise pour différentes
Figure 2.7. Coefficient d’absorption d’une onde acoustique dans l’eau de mer, en fonction de la fréquence ………...p.46 Figure 2.8. Pertes par divergence sphérique ………p.47 Figure 2.9. Effets de la réflexion du signal d’une source sismique par la surface de l’océan : principe du fantôme ………..p.47 Figure 2.10. Niveaux à l’hydrophone de la thermocline saisonnière typique de la Mer d’Iroise, calculés pour différents niveaux d’émission ………..p.49 Figure 2.11. Principe de la sismique réflexion multitrace ………..p.50 Figure 2.12. Perturbation de la mesure de sismique par le multiple du fond d’un tir précédent …...p.52 Figure 2.13. Exemples de sources sismiques ………...p.53 Figure 2.14. Etude de l’influence d’un milieu de type gradient sur le signal sismique……….p.55 Figure 2.15. Principe du filtre d’antenne ………..p.56 Figure 2.16. Niveaux de bruit rayonné par deux navires de recherche IFREMER ……….…p.59 Figure 2.17. Principe du traitement de sismique réflexion multitrace………..p.60 Figure 2.18. Définition de la première zone de Fresnel, déterminant la résolution latérale d’un profil sismique………..p.64 Figure 3.1. Jeux de données de sismique réflexion exploitées dans le cadre de cette étude………….p.69 Figure 3.2. Localisation de la zone d’étude du projet GO………..p.73 Figure 3.3. Carte bathymétrique de la zone d’étude GO, et position des données sismiques re-traitées et analysées dans ce manuscrit………...p.74 Figure 3.4. Position des données océanographiques acquises en parallèle des profils sismiques GO HR #13 et LR #01 ……….p.74 Figure 3.5. Vue générale des profils sismiques GO HR #13 et LR #01 ………p.75 Figure 3.6. Structure en température du domaine superficiel de la colonne d’eau échantillonné par les profils sismiques GO - HR#13 et LR#01………....p.76 Figure 3.7. Profils verticaux de salinité acquis lors des stations XCTD réalisées en simultanée du profil sismique GO - HR#13, et des CTD effectuées en différé du profil sismique GO - LR#01………...…...p.77 Figure 3.8. Erreur relative associée au calcul du coefficient de réflexion pour une salinité constante sur la verticale, pour la gamme des coefficients de réflexion des structures du domaine superficiel de la colonne d’eau échantillonnée par les profils sismiques GO – HR #13 et LR #01………p.78 Figure 3.9. Sections de réflectivité le long des profils HR #13 et LR #01 issues des données XBT…..p.79
Figure 3.10. Diagramme d’antenne pour les deux récepteurs utilisés lors des campagnes GO, Carambar, et Sigolo à la gamme de fréquences des signaux sismiques associés……….………..p.80 Figure 3.11. Offsets source – récepteurs pour les dispositifs d’acquisition GO,
Carambar et Sigolo ………..p.80 Figure 3.12. Angles d’incidence associés aux dispositifs GO- HR, LR, Carambar et Sigolo, pour une gamme de profondeurs donnée ……….p.81 Figure 3.13. Niveau de bruit moyen associé à chaque enregistrement sismique des profils GO – HR #13, GO – LR#01, Carambar #14 et Sigolo #9, tracé en fonction du tir et de la trace ………p.82 Figure 3.14. Analyse fréquentielle des signaux du profil sismique traité GO – HR #13 ……….p.83 Figure 3.15. Analyse fréquentielle des signaux du profil sismique traité GO – LR #01 ………...p.84 Figure 3.16. Profils sismiques traités GO – HR#13 et GO – LR#01 ……….p.85 Figure 3.17. Vue satellite de la région d’étude de la campagne Carambar ……….p.86 Figure 3.18. Carte bathymétrique de la zone d’étude Carambar et position des données sismiques et océanographiques exploitées dans cette étude……….p.87 Figure 3.19. Sections de température et salinité obtenues à partir de cinq stations CTD réalisées le 23 novembre 1990 lors de la campagne SOF………..p.87 Figure 3.20. Carte bathymétrique du plateau des Bahamas, et localisation des régions à overflows de Grand Bahama Bank ………p.88 Figure 3.21 Profils verticaux de température et salinité dans la couche de surface réalisés dans Exuma Sound en novembre 1993, en l’absence et en présence de plumes d’eaux denses issus du banc voisin de Grand Bahama Bank. ………..……...p.89 Figure 3.22. Profil de température de la station XBT effectuée lors de la campagne Carambar le 5 novembre 2010, à 2.7 milles au nord du profil sismique Carambar #14 ……….... p.90 Figure 3.23. Carte de SST MODIS acquise par le satellite Terra (Nasa) le 10 novembre 2010 à 03 :42 UTC au niveau du plateau des Bahamas ………..……...p.91 Figure 3.24. Température et salinité de surface mesurées par le thermosalinomètre du navire durant la campagne Carambar, lors de l’acquisition de la station XBT le 5 novembre 2010, et du profil sismique Carambar #14 les 9 et 10 novembre 2010 ……….p.91 Figure 3.25. Analyse fréquentielle des signaux du profil sismique traité Carambar #14 ……….p.93 Figure 3.26. Profil sismique traité Carambar #14 ………p.95 Figure 3.27 Vue satellite et carte bathymétrique de la région couverte lors de la campagne Sigolo, et position des données sismiques et océanographiques exploitées dans cette étude ………...p.96 Figure 3.28. Profil de température de la station XBT effectuée lors de l’acquisition du profil Sigolo #9, le 12 juin 2008 à 19 :20 UTC ………p.97
Figure 3.29. Température et salinité de surface mesurées par le thermosalinomètre du N/O Suroît le jour de l’acquisition du profil Sigolo #9, le 12 juin 2008 ………...p.98 Figure 3.30. Cartes de la salinité en surface et au fond issues du modèle MARS3D pour la Méditerranée Nord-Occidentale, pour le 12 juin 2008 à 20 h ………p.98 Figure 3.31. Analyse fréquentielle des signaux du profil sismique traité Sigolo #9 ………p.100 Figure 3.32. Profil sismique traité Sigolo #9 ………..p.103 Figure 3.33. Influence du filtre SVD dans le cas du profil GO – LR#01 ………p.105 Figure 3.34. Atténuation engendrée par le filtre d’antenne pour les systèmes d’acquisition GO – HR#13, GO –LR#01, Carambar #14 et Sigolo #9, aux fréquences centrale et supérieure de leurs contenus fréquentiels ……….p.105 Figure 3.35. Influence du filtre SVD dans le cas du profil GO – HR#13 ………...p.106 Figure 3.36. Exemples de sections en récepteur commun de GO – HR #13 et Sigolo #9 ………p.107 Figure 4.1. Carte bathymétrique de la zone d’étude de FROMVAR 2010, effectuée en juillet – août 2010, et positions des transects de stations XBT réalisées lors des deux legs de la campagne. ……..p.113 Figure 4.2. Cartes de SST (MODIS) à l’époque des deux legs de la campagne FROMVAR 2010…...p.114 Figure 4.3. Sections de température #1, 2 et 3 de la campagne FROMVAR 2010. .………..p.115 Figure 4.4. Sections de température #4, 5 et 6 de la campagne FROMVAR 2010……….p.115 Figure 4.5. Sections de température #7, 8 et 9 de la campagne FROMVAR 2010……….p.116 Figure 4.6. Sections de température #10 de la campagne FROMVAR 2010………..p.116 Figure 4.7. Réflectivité au niveau de la section #1 de la campagne FROMVAR 2010, et profils de température XBT associés………..p.117 Figure 4.8. Réflectivité au niveau de la section #10 de la campagne FROMVAR 2010, et profils de température XBT associés………..p.120 Figure 4.9. Géométrie de la mesure lors des tests en bassin du Sparker, et pour un dispositif d’acquisition sismique classique………...p.121 Figure 4.10. Niveau d’émission nécessaire à l’obtention d’un signal à l’hydrophone de 106 dB après réflexion par les structures de la colonne d’eau, au niveau de la portion est de la section FROMVAR 2010 #10 ………...p.122 Figure 4.11. Atténuation par filtre d’antenne de la flûte du dispositif dédié à l’observation de la thermocline saisonnière ………p.123 Figure 4.12. Position des profils sismiques (traits bleus) et stations CTD (triangles rouges) acquis lors de la campagne ASPEX 2012, effectuée du 17 au 19 juin 2012 ……….……...p.125 Figure 4.13. Géométrie du dispositif d’acquisition sismique mis en œuvre lors de la campagne ASPEX 2012 ………..p.126 Figure 4.14. Mise en œuvre du dispositif d’acquisition sismique ASPEX 2012 ………...p.127
Figure 4.15. Profils verticaux de température et réflectivité des stations CTD ASPEX 2012 ……….p.128 Figure 4.16. Profil sismique traité ASPEX #1, acquis le 17 juin 2012 ( 16 :26 – 19 :37 UTC), et profil vertical de température de la station CTD #1, acquise en fin de sismique à 20 :08 UTC ………p.131 Figure 4.17. Profil sismique traité ASPEX #2, acquis le 18 juin 2012 (09 :02 – 15 :45 UTC), et profils verticaux de température des stations CTD #2 et 3, acquises en début (08 :20 UTC) et fin (16 :21 UTC) de sismique………..p.132 Figure 4.18. Profil sismique traité ASPEX #6, acquis le 19 juin 2012 (09 :04 – 10 :00 UTC), et données de la station CTD #7, acquise en début de sismique à 08 :50 UTC ………..p.133 Figure 4.19. Extraits des profils sismiques traités Aspex #1 et #6, montrant le signal de la thermocline, à 30 m de profondeur environ ……….p.133 Figure 4.20. Carte de SST (MODIS) acquise par le satellite Terra (NASA) le 19 septembre 2012 à 22 :02 :38 UTC ……….p.134 Figure 4.21. Section de température Scanfish, acquise le long du transect IFOSISMO le 20 septembre 2012 ………...p134 Figure 4.22. Profils verticaux de température (en noir) et de réflectivité (en rouge) de la station XBT IFOSISMO # 10, effectuée à 48°12’ N – 6°20’ W ………....p.135